建立封闭式循环系统是减少浪费、节约资源、走向更可持续的生活方式的最有效方法之一。 通过设计一个产出成为投入的系统,你模仿自然生态系统,而没有任何东西浪费。 无论你的目标是降低水费、种植新鲜食品,还是减少对市政公用事业的依赖,一个精心规划的封闭式循环系统都能带来巨大的环境和经济利益。 该指南提供了一种详细、分步骤的方法,在家庭建立自己的封闭式循环系统,涵盖从最初规划到持续维护的一切。

什么是闭环系统?

封闭循环系统是一种自我维持的安排,在这种安排中,资源——如水、营养和有机物——被不断循环而不是被抛弃。在一个传统的线性家庭中,水流被使用,然后作为废水流出。从食物废料中获取的营养物被送往垃圾填埋地。封闭循环系统捕获并再利用这些材料,常常将它们转化为系统另一部分的宝贵投入。常见的居住例子包括:

  • 雨水收集+灰水再生:取出雨水灌溉并再用汇和淋浴水来冲厕所或花园取水.
  • 水生:[将养鱼与水生植物相融合而成,鱼被放入其中使植物和植物为鱼过滤出水.
  • 相接+园艺:将厨房废品变成蔬菜床的土壤改良.
  • Solar 能量+电池存储: 产生电力并存储超时用,为能创建闭环.

核心原则是,任何事物都不会被浪费。通过理解这些循环是如何运作的,你可以设计出一个适合你家、气候和目标的定制系统。

步骤1:确定目标并评估可行性

在购买任何设备之前, 需要时间来澄清想要达到的目标。 您主要关心减少水费吗 ? 自己种食物 ? 消除食物浪费 ? 设定明确的目标将指导您的设计选择。 其次, 评估您的财产和资源 :

站点分析

  • 测量雨桶、堆肥箱、种植床或鱼缸等部件的室外和室内空间。
  • 查明太阳照射、排水模式和现有的管道基础设施。
  • 检查有关灰水再利用、雨水收集以及水产养殖的地方法规。 许多市镇都有影响系统设计的具体法规。 城市中,许多城市都拥有关于灰水再利用、雨水收集以及水产养殖的法规。

资源库存

列出您已有的: 雨水集水的屋顶面积、 有机废物输出( 厨房废墟、 院子修剪) 、 灰水源( 浴室、 浴室、 洗衣机) 以及任何现存的花园或池塘。 此清单有助于您正确缩小系统的规模并避免过度建设 。

步骤2: 选择您的闭合循环系统类型

家用闭路系统有几种已经证明的模式。 首先, 模式与您的技能水平和可用的空间相匹配。 下面是三种选择, 从最简单到更加复杂 。

备选办法A:雨水和灰水的再生利用

此处往往是最容易进入的入地。安装雨桶或蓄水池来捕捉屋顶径流,并分流出浴室下水道、淋浴和洗衣机的灰水来灌溉装饰植物或草地(请检查当地指南 ) 。

  • 带叶子的护卫的枪
  • 用于去除污染物的先向倾斜分流器
  • 储罐(防止藻类的不光彩)
  • 灰水的过滤(例如,砂过滤器或商业灰水处理装置)
  • 避免人类接触的地表以下灌溉系统

备选办法B:堆肥和以土壤为主的粮食生产

将有机废物转化为种植食物的资源。

  • 堆肥箱或活鼠堆肥箱(蠕虫)
  • 高高的床或集装箱花园
  • 可选:灌溉用雨桶
  • 泥浆能保持土壤湿度并减少水需要

封闭环路很简单:厨房废品+院子废品 相接器 花园活品 食物活品 厨房废品.

备选办法C:水生植物(渔业+植物)

水生生物是一种较先进的闭环循环,既能循环水又能循环养分。鱼类废物为植物提供肥料,植物为鱼类提供清洁水。基本成分:

  • 鱼缸(鱼、金鱼或装饰性物种)
  • 机械和生物过滤器
  • 种植有媒介的床(花生花生石、砾石),用于种植植物
  • 水泵和管道,以循环水
  • 系统

该系统可以建在室内或室外,但需要仔细地监测水化学(氨,亚硝酸盐,硝酸盐,pH).

第3步:设计布局和流程

一旦你选择了系统类型,就绘制出一个流程图,显示材料如何从一个部件转移到另一个部件。例如,一个取水系统可能看起来像:雨-Gutters-第一冲-储水池-滤镜-花园灌溉。对于水族来说:鱼缸-固体过滤器-生物过滤器-生长床-返回鱼缸。在设计中确定“叶子”——资源可能逃出的地方——并计划捕捉它们。还考虑能源投入:太阳能泵使系统更加自给自足。

大小组件

水 : (平方英尺) × (年降雨量以英寸为单位 = 0.623克仑) 。 堆肥, 估计每人每月1立方英尺。 对于水族, 常见比例是每1平方英尺长床一加仑鱼缸。 超工程比低水分略好, 因为以后可以一直缩小。

第4步:收集和过滤水

水是大多数闭环系统的生命线,适当的收集和过滤确保系统的安全和寿命。

雨水收集

  • 安装地沟护卫 防止出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出
  • 使用一流转向架来丢弃初始径流,该径流会携带鸟类倒地和屋顶尘埃.
  • 选择能阻断光线的食品级储存罐(塑料、混凝土或金属)来防止模具和蚊子的繁殖。
  • 在入水槽前再加入精细的网状滤波器(如50-100微米).

灰水回收

并非所有灰水都是平等的。 来自厨房水池和洗碗机的水可能含有食物颗粒和油,因此,它只对不易食用植物最为有利。 浴室水池、淋浴和洗衣(带有可生物降解的洗涤剂)更安全。 基本步骤:

  • 安装出一个三相阀来将下水道的灰水分流到系统.
  • 通过粗细的滤取水(如尼龙袜子或沙子滤取水)来去除出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出出
  • 使用一个冲压槽来平衡流量峰.
  • 通过滴灌或地下管进行分流,以避免与植物可食用部分相接.
  • 永远不要储存未经处理的灰水超过24小时——它变得厌氧和食欲.

对于详细的灰水指南,灰水行动提供了极佳的资源.

第5步:创建营养回收系统

将“废物”转化为资源,没有什么能使闭环更具有有形性。 两种主要方法是堆肥和将动物(鱼、鸡或蠕虫)融合在一起。

热堆积与高压堆积

  • 热堆肥使用有氧细菌来快速分解有机物(3-6周 ) 。 你需要将绿(N)和棕(C)混合,至少1立方院的一桶并进行正转。热能杀死了杂草种子和病原体。
  • Vermicomposting 使用红色的假发虫. 它较慢(2–4个月),但能产生高质量的铸造,可以在小的垃圾桶内室内进行. Worms需要被褥,水分,温度在55–80°F之间.

这两种方法都把废品转化为富含胡麻的堆肥来取材土壤。 将废料作为顶部敷料,或将成堆茶用于液体肥料。

水生营养循环

在水生系统中,鱼类产生富含氨的废物. 细菌将氨转化为亚硝酸盐,再由另一种细菌将亚硝酸盐转化为植物所吸收的硝酸盐. 保持这种循环的健康,你必须:

  • 给鱼喂食平衡的饮食;过度喂食会导致氨的尖锐。
  • 保持足够的面积,供有益细菌(生物过滤介质)使用。
  • 监测水温和pH值(多数植物和鱼类的平均值:6.8-7.2)。
  • 定期收割植物,以预防硝酸盐积聚.

水生协会为初学者提供以研究为基础的指导.

步骤6:建立成长系统

无论是在土壤、水生或水生床上生长,原理都相似。 选择适合气候和光线条件的植物。 叶绿、草药、番茄和花椒在封闭循环系统中都效果良好。 考虑这些因素:

土壤种植

  • 利用高架床来控制土壤质量和排水.
  • 纳入堆肥和有机添加物。
  • 木克大量保留出水分 并抑制出杂草
  • 旋转作物,防止营养耗竭和疾病.

水相/水相生长

  • 使用洪水和排水(ebb and round)或深水培养来进行最大氧气交换.
  • 如果室内照明(如全光谱LED生长灯),则提供补充照明.
  • 确保植物有足够的间隔以避免湿度问题.
  • 使用有粘土卵石或岩 ⁇ 等惰性介质的网壶.

将食虫者和有益虫虫结合起来

室外闭环系统也可以吸引蜜蜂、出花和其他好处,如果在种植区内部或附近种植花卉的话。 这可以加强授粉和自然害虫控制,进一步关闭杀虫剂等投入的回环。

步骤7:实施能源和废物回收

太阳能电池板阵列可以给泵、灯和监控设备供电。 多余的能量可以储存在电池中或者用来给温室取暖。 此外,堆肥等系统产生的固体废物可以用来制造生物炭,这种土壤改良会固化碳。 如果有空间,小型沼气消化器可以把有机废物转化为烹饪燃料,但对于大多数房屋主来说,这是先进的。

步骤8:监测、维护和优化

闭环系统是需要定期关注的活系统,设定检查和维护的每周时间表.

每日/每周任务

  • 检查水库和水库的水位。
  • 检查过滤器和所需的清洁(先放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放放
  • 观察鱼的行为和食欲(如果是水生动物的话).
  • 收割熟蔬菜并取出枯叶.
  • 将堆肥物堆放或向虫子桶上添加被褥.

每月/海上任务

  • 水生生物中测试水化学(pH,氨,硝酸,磷酸盐).
  • 将雨水库里的沉积物都喷出
  • 普鲁纳植物和调整花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花序花
  • 将相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相生相相生相生相相生相生相相相生相生相生相相相生相生相相生相相相生相生相相相相生相相相生相相生相相相相生相生相相相生相生相相生相相相相相生相相相相相生相相相相相相生相相相相生相相生相相相相生相相相相相相相生相相相相相相相相相相相相相
  • 系统运行情况: 是否实现了目标? 调整流量率、 供餐率或植入进度 。

解决共同问题

  • 水箱中的藻类: 有不透明的被子的块状光,添加了浮生植物或大麦秸.
  • 鱼死亡: 检查氨的尖刺、温度休克或低氧。确保足够的循环。
  • 贫地植物生长: 可能表明营养失衡,过度或水下,或光线不足。测试和调整。
  • 堆肥中的活性:太湿或不够多的碳;再加入干叶或木片,变出更频繁.

封闭循环系统的效益

其优势远远超出了成本节约。 投资于闭环设置的关键原因如下:

  • 水的保存: 单个雨桶每英寸能捕取50加仑的雨水。 灰水再生可以将家庭用水减少30-50%。
  • 减少废物: 堆放垃圾从填埋地中转移至30%的家用垃圾。
  • 食物独立: 全年种植新鲜的草药和蔬菜,不含合成化学品.
  • 低等公用事业费: 减少对城市供水、下水道和废物清除服务的依赖。
  • 教育价值: 儿童和成年人都了解生态、生物学和资源管理。
  • 活性:[] 一个闭通的回路系统使你的家更能抵御水的限制,供应链中断,以及公用事业中断.
  • 碳足迹减少: 尽量减少废物和食物的运输,并减少将碳固存于土壤。

现实世界实例和启发

许多房主成功实施了适合其空间的封闭环路系统。 比如,新墨西哥州的“地上飞船”运动将雨水、太阳能和被动取暖整合到完全自给自足的家园。 在较小的尺度上,波特兰和悉尼等城市的城市住宅主在屋顶上建造了水合温室。 培植研究所[提供了各种气候封闭环路系统的案例研究。

最后想法和下一步

在家里建立闭环系统是一个值得一提的旅程。 你不必马上做一切。 首先用一个简单的堆肥桶或几个雨桶。 当你获得信心和看到结果时, 扩展为灰水再利用或水分循环。 记录你的过程, 与邻居分享, 加入当地的园艺或永久栽培团体寻求支持。 地球 — — 和你的袖珍手册 — — 将会感谢你们。

进一步阅读时,EPA关于雨水收集及灰水使用的指导提供了坚实的监管概览,而奥雷贡州立大学扩展[则有关于后院水生学的详细指导. 起起小,密切监控,并享受将你家变成活生生的生态系统.